Technologieübersicht Drucksensoren

Die keramisch-kapazitive Messzelle besteht aus einem Grundkörper, zwei Kondensatorschichten, einem Glaslot und einer Membran.
Die Kondensatorschichten auf dem Grundkörper und der Membran sind mit einem Plattenkondensator vergleichbar und bilden einen Mess- und Referenzkondensator. Bei Druckbeaufschlagung ändert sich der Abstand zwischen der Membran und dem Grundkörper und damit die Kapazität zwischen den Elektroden. Diese Kapazitätsänderung wird ausgewertet und anschließend zu einem industrieüblichen Signal verarbeitet.

Merkmale:

• Druckbereiche von 100 mbar bis 600 bar, Vakuum bis -1 bar
• Äußerst robust, hohe Druckfestigkeit und Berstdruck
• Driftfreier Betrieb über 100 Millionen Druckzyklen
• Hohe Langzeitstabilität und Wiederholgenauigkeit
• Trockene Messzelle ohne Füllflüssigkeit

Vorteile:

• Keramik altert und ermüdet nicht (Langzeitstabilität)
• Beständig gegen dynamische Druckstöße und Kavitation
• Minimaler Temperatureinfluss auf die keramische Messzelle
• Hohe chemische Beständigkeit
• Abstützung der druckbeaufschlagten Membran bei Überlast durch Gegenelektrode (Grundkörper)

Nachteile:

• Elastomer-Dichtung erforderlich – Einsatz nur in Gasapplikationen mit Drücken unter 25 bar
• Strukturell aufwendiger Einbau der Messzelle in den Sensor, daher großes Gehäuse und höhere Kosten

Bei dieser Messzelle sind Dehnmessstreifen in Form von Widerständen auf der Rückseite der Edelstahlmembran angebracht und zu einer Wheatstone-Brücke verschaltet. Hierbei kommt die Dickschicht- oder Dünnschichttechnik zum Einsatz. Wird die Messzelle mit Druck beaufschlagt, verformt sich die Membran. Hierdurch verändert sich das Ausgangssignal der Brückenschaltung proportional, was von der Elektronik erfasst und in ein industrieübliches Ausgangssignal umgesetzt wird.

Merkmale:

• Druckbereiche von 6 bar bis 600 bar
• Geeignet für Gase bis 600 bar
• Hohe Langzeitstabilität

Vorteile:

• Geringe Baugröße, Schlüsselweite 19 oder 22 mm
• Dichtungsfreies Konzept, Messzelle mit dem Prozessanschluss verschweißt
• Hoher Berstdruck
• Optimal für große Mengen

Nachteile:

• Weniger überlastfest als keramisch-kapazitive Messzellen
  ⇒ Dämpfungselement in Applikationen mit dynamischen Drücken und Kavitation dringend empfohlen

Diese Messzelle macht sich den piezoresistiven Effekt zunutze. Der piezoresistive Effekt beschreibt die Veränderung des elektrischen Widerstands eines Materials durch Druck oder Zug. Diese Widerstandsänderung wird durch eine Brückenschaltung erfasst und in ein industrieübliches Ausgangssignal umgesetzt. Die piezoresistive Siliziummesszelle ist auf einer Leiterplatte angebracht, die durch eine Beschichtung universelle Medienbeständigkeit bietet (verschmutzte Luft, Öl, Wasser, Kühlschmiermittel usw.).

Merkmale:

• Für Pneumatiksensoren geeignet
• Differenzdruckmessung möglich

Vorteile:

• Attraktiver Preis
• Kleines Sensorelement

Nachteile:

• Ohne Zusatzaufwand nicht beständig gegen aggressive Medien